DE19638421C2 - Traction control system for a hydrostatically driven vehicle - Google Patents
Traction control system for a hydrostatically driven vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Traktionssteuersystem für ein hydrostatisch angetriebenes Fahrzeug mit einer vorderen und einer hinteren Antriebseinheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates a traction control system for a hydrostatically driven vehicle with a front and a rear drive unit according to the preamble of claim 1.
Typische bekannte hydrostatisch angetriebene Fahrzeuge verwenden Strömungsteiler, um den Strom zwischen den Hydraulikmotoren aufzuteilen, die parallel durch dieselbe Hydraulikpumpe an getrieben werden. Diese Systeme benötigen einen konstanten Druckabfall über dem Strömungsteiler, um die passende Strö mungsaufteilung zwischen den Motoren aufrecht zu erhalten. Das bedeutet einen Leistungsverlust während aller Antriebstätig keiten des Fahrzeugs, was die Anforderung an den Motor und den Treibstoff erhöht. Auch kann der Strömungsteiler bei Radschlupf an einem Motor einen sehr hohen Druck abfall mit dabei auftretender Wärmeerzeugung und Leistungs abnahme bewirken. Die Einstellung des Strömungsteilers, um die geeignete Strömungsaufteilung zwischen den Motoren zu erhalten, ist kritisch, um den niedrigst möglichen Druckabfall über dem Strömungsteilerventil aufrecht und alle Motoren mit annehmbaren Drehzahlen am Laufen zu halten.Use typical known hydrostatically powered vehicles Flow divider to the flow between the hydraulic motors split up in parallel by the same hydraulic pump to be driven. These systems need a constant Pressure drop across the flow divider to find the appropriate flow distribution between the motors. The means a loss of power during all drives of the vehicle, which is what is required of the engine and the Fuel increased. The flow divider can also Wheel slip on an engine a very high pressure waste with heat generation and performance cause decrease. The setting of the flow divider to the to obtain a suitable flow distribution between the motors, is critical to the lowest possible pressure drop across the Flow divider valve upright and all engines with acceptable Keep speeds running.
Bei hydrostatisch angetriebenen Fahrzeugen, die getrennte Pumpen- Motorsysteme verwenden, um getrennte Achsen anzutreiben, müssen die Räder abgestimmt sein, um die Drehzahlen an jedem Rad ohne Rücksicht auf das Antriebsverhältnis oder den Rad abrollradius ungefähr gleich zu halten. Die Drücke in den ge trennten Kreisen können unterschiedlich sein, was dazu führt, daß ein Rad oder mehrere Räder einen ausreichenden Anteil der Last nicht zur Verfügung stellen. Das verstärkt die Zugbe anspruchung, die durch die schnelleren Räder erforderlich ist, um die langsameren Räder auszugleichen. Ebenso gestattet dies nicht dem Rad, den Schlupf zu vergrößern, um die Traktion bei schlechten Bodenbedingungen zu vergrößern.In hydrostatically driven vehicles, the separate pump Use motor systems to drive separate axes the wheels are tuned to the speeds at each Wheel regardless of the drive ratio or the wheel keep the rolling radius approximately the same. The pressures in the ge separate circles can be different, which leads to that a wheel or wheels has a sufficient share of the Do not provide load. This strengthens the Zugbe stress caused by the faster wheels, to balance the slower wheels. This also allows not the wheel to increase the slip to improve traction to enlarge poor soil conditions.
Bekannte Traktionssteuersysteme haben auch Nachteile bei starken Gefällen. Beim Abwärtsfahren auf einem starken Ge fälle mit niedrigen Geschwindigkeiten kann die bergseitige Achse eine sehr geringe Drehzahl haben, während die tal seitige Achse eine größere Drehzahl aufweist. Das kann als eine Schlupfbedingung angesehen werden, weil die talseitige Achse eine größere Drehzahl als die bergseitige Achse hat. Eine Kompensation für diese Schlupfbedingung kann zu einer Traktionsverminderung an diesem Ende des Fahrzeugs führen. Das führt zu einer Drehzahlzunahme der talseitigen Achse und deshalb zu einer Geschwindigkeitszunahme des Fahrzeugs, das weiter einen Schlupfzustand anzeigen kann. Das Ergebnis ist ein unkontrolliertes Fahrzeug, das unter leichtem hydraulischen Bremsen abwärts fährt, das durch das hydraulische Antriebssystem bewirkt wird. Known traction control systems also have disadvantages steep slopes. When descending on a strong Ge cases with low speeds can be the mountain side Axis have a very low speed, while the tal side axis has a higher speed. That can can be seen as a slip condition because the valley side Axis a higher speed than the mountain side axis Has. Compensation for this slip condition can result in a Reduce traction at this end of the vehicle. The leads to an increase in speed of the valley-side axis and therefore to a speed increase of the vehicle, which continues a slip state can display. The result is an uncontrolled vehicle, that descends under light hydraulic braking, that is effected by the hydraulic drive system.
Ein Traktionssteuersystem gemäß dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1 ist aus der DE-Z: O + P "Ölhydraulik und Pneumatik" 36 (1992) Nr. 4, Seite 206 bis 221 bekannt. Bei diesem Traktions steuersystem sind Impulszähler für jeden Hydromotor vorgesehen, die jeweils ein die Raddrehzahl darstellendes Signal an einen Mikrocontroller liefern. Daraus wird die mittlere Fahrgeschwin digkeit des Fahrzeugs bestimmt. Erkennt die Elektronik an einem Rad eine im Vergleich zur Fahrgeschwindigkeit zu hohe Drehzahl, so wird dieses als Durchdrehen des Rades interpretiert. In diesem Fall reduziert die Elektronik an dem betreffenden Motor über den elektrischen Ansteuerstrom den Schwenkwinkel, d. h. der betreffen de Hydromotor wird verdrängungsvermindernd verstellt.A traction control system according to the preamble of the patent claims 1 is from DE-Z: O + P "Oil hydraulics and pneumatics" 36 (1992) No. 4, pages 206 to 221. With this traction control system, pulse counters are provided for each hydraulic motor, which each send a signal representing the wheel speed to one Deliver microcontrollers. This turns into the middle driving speed of the vehicle. Recognizes the electronics by one Wheel a speed that is too high compared to the driving speed, this is interpreted as spinning the wheel. In this Fall reduces the electronics on the motor concerned via the electrical drive current the swivel angle, d. H. the concern de The hydraulic motor is adjusted to reduce displacement.
Aus der DE 37 27 690 C2 ist ein Traktionssteuersystem für ein hydrostatisch angetriebenes Fahrzeug bekannt, das eine Erken nungsschaltung aufweist, mit der es möglich ist, den Fahrzustand zu erkennen, nämlich ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts fährt und dabei beschleunigt oder verzögert wird.DE 37 27 690 C2 describes a traction control system for a hydrostatically powered vehicle known to have a bay window voltage circuit with which it is possible to determine the driving state to recognize, namely whether the vehicle is moving forward or backward drives and is accelerated or decelerated.
Ausgehend von dem oben genannten, aus der DE-Z: O + P "Ölhydraulik und Pneumatik" bekannten Traktionssteuersystem ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Traktionssteuersystem bereitzustellen, das in der Lage ist, potentiell gefährliche Situationen zu erkennen, wie sie z. B. bei größeren Gefällen eintreten können.Starting from the above, from DE-Z: O + P "oil hydraulics and pneumatics "known traction control system it is the task the invention to provide a traction control system, which in is able to recognize potentially dangerous situations, such as they z. B. can occur on larger slopes.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Gefälle sensor, der an die Steuerung angeschlossen ist, zum Erfassen eines Gefälles einer Bodenfläche, und dadurch, daß die Steuerung die Hydraulikmotoren ferner beruhend auf dem erfaßten Gefälle steuert.According to the invention, this object is achieved by a slope sensor connected to the controller for detection a slope of a floor surface, and in that the control the hydraulic motors also based on the detected slope controls.
Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand der bei liegenden Zeichnungen erläutert.In the following the invention is exemplified with reference to lying drawings explained.
Fig. 1 zeigt ein Schema, das den Aufbau eines Ausführungs beispiels der vorliegenden Erfindung darstellt, wenn sie auf ein zweiachsiges Fahrzeug angewendet wird. Fig. 1 shows a diagram illustrating the structure of an embodiment of the present invention when applied to a two-axle vehicle.
Fig. 2 zeigt ein Hydraulikschema des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels. FIG. 2 shows a hydraulic diagram of the exemplary embodiment shown in FIG. 1.
Fig. 3 zeigt die Motorverdrängungen in den drei ver schiedenen Zuständen, in denen das Fahrzeug und die Motoren sein können. Fig. 3 shows the engine displacements in the three different states in which the vehicle and the engines can be.
Fig. 4 zeigt ein Schaubild, das die Beziehung von Auslauf, Verstärkung, Grenzwert, Strom stärke und maximaler Stromstärke zu dem Schlupf prozentsatz darstellt. Fig. 4 is a graph showing the relationship of runout, gain, limit, current, and maximum current to slip percentage.
Fig. 1 zeigt ein Traktionssteuersystem 10, das für ein hydrostatisch an getriebenes Fahrzeug verwendet wird. Das Fahrzeug kann mit einem Hydraulikmotor an jeder Achse oder an jedem einzelnen Rad ange trieben sein. Für die Zwecke dieser Beschreibung wird angenom men, daß der Begriff Rad auch andere Vorrichtungen wie zum Beispiel Raupen umfaßt. Fig. 1 shows a traction control system 10 which is used for a hydrostatically driven vehicle. The vehicle can be driven with a hydraulic motor on each axle or on each individual wheel. For the purposes of this description, it is assumed that the term wheel includes other devices such as caterpillars.
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug mit zwei Achsen dargestellt durch ein Vorderrad 12 und ein Hinterrad 14. Zwei elektrisch gesteuerte verstellbare Motoren 16 und 18 treiben die Vorder- und Hinter räder 12 bzw. 14 an. Jeder Motor 16 und 18 wird hydrostatisch durch die Pumpe 20 angetrieben, die durch das Antriebsaggregat 22 angetrieben wird. Der vordere und der hintere Motor 16 bzw. 18 sind an einen Mikrocontroller als Steuerung 24 angeschlossen. Pulsabnehmer 26 und 28 sind ebenfalls mit der Steuerung 24 verbunden und an jeden Motor zur Wahrnehmung der Drehzahl und der Drehrichtung jedes Motors angeschlossen. Die Steuerung 24 hat die Fähigkeit, die Pulsabnehmer 26 und 28 zur Messung der Drehzahlen der Motoren 16 und 18 zu verwenden, ihre jeweiligen Drehzahlen zu vergleichen und ein Steuersignal auszu geben, um die Verdrängung der verstellbaren Motoren 16 und 18 zu steuern. Das System 10 weist auch einen Gefällesensor 30 auf, um die Steuerung 24 zu informieren, wenn die Neigung des Fahrzeugs über einem bestimmten Wert liegt, und welches Ende des Fahrzeugs bei einem derartigen Gefälle oben ist. Fig. 1 shows a vehicle with two axles represented by a front wheel 12 and a rear wheel 14. Two electrically controlled adjustable motors 16 and 18 drive the front and rear wheels 12 and 14, respectively. Each motor 16 and 18 is driven hydrostatically by the pump 20 which is driven by the drive assembly 22 . The front and rear motors 16 and 18 are connected to a microcontroller as a controller 24 . Pulse collectors 26 and 28 are also connected to the controller 24 and connected to each motor for sensing the speed and direction of rotation of each motor. The controller 24 has the ability to use the pickups 26 and 28 to measure the speeds of the motors 16 and 18 , compare their respective speeds, and output a control signal to control the displacement of the adjustable motors 16 and 18 . The system 10 also includes a slope sensor 30 to inform the controller 24 when the incline of the vehicle is above a certain value and which end of the vehicle is up on such a slope.
Fig. 2 zeigt ein Hydraulikschema des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels. Fig. 2 enthält die Hydraulikpumpe 20 mit den Hydraulikleitungen 32 und 34, die den vorderen und hinteren Motor 16 und 18 parallel anschließen. Fig. 2 zeigt auch die Puls abnehmer 26 und 28, die Steuerung 24 und den Gefällesensor 30, wie oben erläutert. Fig. 2 zeigt auch elek trohydraulische Verdrängungssteuerventile 36 und 38 ebenso wie die Batterie 40, die der Steuerung 24 Leistung zur Verfügung stellt. Die Ventile 36 und 38 steuern die Verdrängung der Motoren 16 und 18 aufgrund von Steuersignalen von der Steuerung 24. FIG. 2 shows a hydraulic diagram of the exemplary embodiment shown in FIG. 1. Fig. 2 includes the hydraulic pump 20 to the hydraulic lines 32 and 34, which connect parallel to the front and rear motor 16 and 18. Fig. 2 also shows the pulse takers 26 and 28 , the controller 24 and the gradient sensor 30 , as explained above. FIG. 2 also shows electro-hydraulic displacement control valves 36 and 38 as well as the battery 40 that provides power to the controller 24 . Valves 36 and 38 control displacement of motors 16 and 18 based on control signals from controller 24 .
Die Pulsabnehmer 26 und 28 nehmen auch die Drehrichtung der Motoren 16 und 18 wahr und senden über eine digitale Verbindung mit der Steuerung 24 ein Signal an die Steuerung 24. Diese Information wird durch die Steuerung 24 zusammen mit dem Aus gang des Gefällesensors 30 verwendet, um das verdrängungsvermindernde Verstellen des talseitigen Motors zu gestatten, wenn das Fahrzeug ein steiles Gefälle aufwärts fährt, aber nicht, wenn es ein steiles Gefälle abwärts fährt. Das schafft die maximale Bremstraktion, wenn man einen Hügel entweder vorwärts oder rückwärts abwärts fährt, obwohl weiterhin Traktionssteuerung möglich ist, wenn man einen Hügel entweder vorwärts oder rückwärts aufwärts fährt. Wenn man einen Hügel hinauffährt, ist es möglich, einen Zustand zu haben, bei dem der talseitige Motor Schlupf hat und der bergseitige Motor keinen Schlupf hat. Die Steuerung 24 kann die Verstell-Kurve weiter durch Ändern der Verstärkung und des Auslauf-Unempfindlichkeitsbereichs verändern, um den talseitigen Motor als eine Funktion des Prozentsatzes des Radschlupfes verdrängungsvermindernd zu verstellen. Fig. 3 zeigt die gewünschten Motorverdrängungen bei den drei verschiedenen Zuständen, in denen das Fahrzeug und die Motoren sein können.The pulse pickup 26 and 28 take the direction of rotation of the motors 16 and 18 are true, and send a digital communication with the controller 24 outputs a signal to the controller 24th This information is used by the controller 24 together with the output of the slope sensor 30 to allow displacement-reducing adjustment of the downside motor when the vehicle is driving up a steep slope, but not when it is driving down a steep slope. This creates the maximum braking traction when driving up or down a hill, although traction control is still possible when driving up or down a hill. When driving up a hill, it is possible to have a condition where the valley side motor has slip and the mountain side motor has no slip. The controller 24 may further change the displacement curve by changing the gain and run-out dead band to adjust the valley motor as a function of the percentage of wheel slip to reduce displacement. Fig. 3 shows the desired engine displacements in the three different states in which the vehicle and the engines can be.
Die Steuerung 24 nimmt Signale von den Pulsabnehmern 26 und 28 auf, die die Drehzahlen der Motoren 16 und 18 angeben. Zusammen mit dem bekannten Antriebsverhältnis des Fahrzeugs und dem Fahrradius von jedem Rad 12 und 14 verwendet die Steuerung 24 die Drehzahl der Motoren und berechnet die sich ergebende Lineargeschwindigkeit an dem Kontaktpunkt zwischen den Rädern 12 und 14 und dem Boden. Der Radschlupf wird aufgrund des Unterschieds zwischen den berechneten Linearbodengeschwindig keiten der Motoren 16 und 18 berechnet. Es wird angenommen, daß der Motor, der das Rad mit der größeren berechneten Bodenge schwindigkeit dreht (nicht notwendigerweise die größte Motordrehzahl infolge von Differenzen im letztendlichen Antriebsverhältnis und den Radradien), Schlupf hat, und er wird über die Steuerventile 36 und 38 verdrängungsvermindernd verstellt. Der Motor wird um eine Größe verdrängungsvermindernd verstellt, die versucht, dicht bei der gleichen Strömungsaufspaltung zwischen den Motoren vor dem wahrgenom menen Schlupfzustand des Rades zu bleiben. Die geringere Verdrängung des Motors vermindert die Zugleistung an dem entsprechen den Rad bis zu einem Punkt, an dem das Ausgangsmoment der Zugleistung entspricht, die erforderlich ist, um das Rad in Rollkontakt mit dem Boden zu halten. Der Druck in dem Hydrauliksystem wird anwachsen, was zu einer vergrößerten Zugleistung an dem nicht rutschenden Motor infolge eines vergrößerten Hydraulikmoments führt.The controller 24 receives signals from the pulse collectors 26 and 28 , which indicate the speeds of the motors 16 and 18 . Together with the known drive ratio of the vehicle and the radius of each wheel 12 and 14 , the controller 24 uses the speed of the motors and calculates the resulting linear speed at the point of contact between the wheels 12 and 14 and the ground. The wheel slip is calculated based on the difference between the calculated linear floor speeds of the motors 16 and 18 . The engine that rotates the wheel at the greater calculated bottom speed (not necessarily the highest engine speed due to differences in the final drive ratio and wheel radii) is believed to have slip and is displaced via control valves 36 and 38 to reduce displacement. The motor is adjusted to reduce displacement, which tries to remain close to the same flow splitting between the motors before the perceived slip state of the wheel. The less displacement of the motor reduces the tractive effort on the corresponding wheel to a point where the output torque corresponds to the tractive effort required to keep the wheel in rolling contact with the ground. The pressure in the hydraulic system will increase, resulting in increased pulling power on the non-slip engine due to increased hydraulic torque.
Während des Bremsens bei niedrigen Geschwindigkeiten, wenn man ein steiles Gefälle abwärts fährt, kann der bergseitige Motor Schlupf haben und langsamer als der talseitige Motor drehen. Als Folge würde das Steuersystem meinen, daß der talseitige Motor Schlupf habe, weil er sich schneller als der bergseitige Motor drehen würde. Die Steuerung 24 würde dann den talseitigen Motor verdrängungsvermindernd verstellen, wobei das hydraulische Bremsen des hydrauli schen Antriebssystems vermindert werden würde. Als Folge würde das Fahrzeug beschleunigen und schneller und schneller bergab fahren, so wie der errechnete Schlupf wächst, und die Steuerung den talseitigen Motor bis zu seiner minimalen Verdrängungs stellung verstellt. Um dieses Problem zu lösen, verwendet die vorliegende Erfindung einen Gefällesensor 30, um das Gefälle der Bodenfläche wahrzunehmen. Wenn der vorher be schriebene Zustand auftritt, und der Gefällesensor 30 anzeigt, daß das Fahrzeug abwärts fährt, wird die Steuerung 24 den talseitigen Motor nicht verdrängungsvermindernd verstellen.When braking at low speeds when driving down a steep slope, the mountain-side motor may slip and turn slower than the valley-side motor. As a result, the control system would think that the downside motor would slip because it would spin faster than the uphill motor. The controller 24 would then adjust the valley side motor to reduce displacement, thereby reducing the hydraulic braking of the hydraulic drive system. As a result, the vehicle would accelerate and drive downhill faster and faster, as the calculated slip increases, and the control system adjusts the valley-side motor to its minimum displacement position. To solve this problem, the present invention uses a slope sensor 30 to sense the slope of the floor surface. If the previously described condition occurs and the slope sensor 30 indicates that the vehicle is traveling downhill, the controller 24 will not adjust the valley side motor to reduce displacement.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist der Gefällesensor 30 einen Magnet 42 auf, der an dem Ende eines Pendels um einen Drehpunkt 44 mit zwei Hall-Effekt Sonden-Schaltern 46 und 48 befestigt ist, die um den Wegradius des Magneten an den Winkeln befestigt sind, an dem die Schalter aktiv sein sollen. Die Schalter 46 und 48 sind so geschaltet, daß beide Schalter offen sind, wenn das Fahrzeug auf ebenem Boden steht. Wenn das Fahrzeug auf einer Steigung mit mehr als 7° ansteigendem Ge fälle steht, wird der Aufwärts-Schalter 48 durch den Magnet geschlossen, der sich über den Schalter bewegt. Dadurch sinkt die Spannung an der Steuerung an der Aufwärts-Digitaleingangs leitung. Wenn das Gefälle sich vermindert, bewegt sich der Magnet 42 von dem Schalter weg, wobei sich der Schalter wieder öffnet, und somit wächst die Spannung in der Aufwärts-Digital leitung. Wenn das Fahrzeug auf einer Steigung ist, deren abschüssiges Gefälle 7° übersteigt, wird der Abwärts-Schalter 46 durch den Magnet 42 geschlossen, der sich über den Schalter bewegt. Die Spannung an der Abwärts-Digitaleingangsleitung sinkt dann. Die Steuerung 24 verwendet somit die Signale von dem Gefällesensor 30 als Indikatoren dafür, wann der tal seitige Motor nicht verdrängungsvermindernd zu verstellen ist. Mechanische Anschläge hindern den Magnet 42 daran, fortzufahren, sich weg von dem Schalter zu bewegen, wenn man auf steilere Gefälle trifft, wodurch verhindert wird, daß sich der Schalter wieder öffnet.As shown in Fig. 2, the incline sensor 30 has a magnet 42 attached to the end of a pendulum about a pivot point 44 with two Hall effect probe switches 46 and 48 which are at the angles around the magnet's travel radius are attached to which the switches should be active. The switches 46 and 48 are switched so that both switches are open when the vehicle is on level ground. If the vehicle is on an incline with a gradient of more than 7 °, the up switch 48 is closed by the magnet which moves over the switch. As a result, the voltage on the controller on the upward digital input line drops. As the slope decreases, the magnet 42 moves away from the switch, the switch reopening, and thus the voltage in the upward digital line increases. When the vehicle is on an incline whose incline exceeds 7 °, the down switch 46 is closed by the magnet 42 which moves over the switch. The voltage on the downward digital input line then drops. The controller 24 thus uses the signals from the gradient sensor 30 as indicators of when the valley-side motor is not to be adjusted to reduce displacement. Mechanical stops prevent the magnet 42 from continuing to move away from the switch when encountering steeper slopes, thereby preventing the switch from opening again.
Die Steuerung 24 muß programmiert sein, um das Antriebsver hältnis zwischen dem Motor und dem Rad und dem Fahrradius des Rades, das durch den Motor angetrieben ist, zu kennen. Diese Information wird verwendet, um die Lineargeschwindigkeit des den Boden berührenden Antriebsrades aus der Drehzahl des Motors zu berechnen, die durch die Pulsabnehmer 28 und 38 wahrgenommen wird. Die Steuerung 24 kann dann den Radschlupf als einen Prozentsatz der Differenz in den zwei berechneten Lineargeschwindigkeiten (für das Vorder- und das Hinterrad) geteilt durch die schnellere berechnete Lineargeschwindigkeit berechnen.The controller 24 must be programmed to know the drive ratio between the motor and the wheel and the radius of the wheel driven by the motor. This information is used to calculate the linear speed of the drive wheel touching the ground from the speed of the motor, which is sensed by the pulse pickups 28 and 38 . The controller 24 can then calculate the wheel slip as a percentage of the difference in the two calculated linear speeds (for the front and rear wheels) divided by the faster calculated linear speed.
Zwei weitere Informationen sind für die Steuerung 24 er forderlich, um die verstellbaren Motoren ordnungsgemäß zu steuern. Das sind der Grenzstrom, bei dem die Motorsteuerung beginnt, den Motor verdrängungsvermindernd zu verstellen, und der Maximalstrom zur elektronischen Verdrängungssteuerung (EDC), bei dem der verstellbare Motor die mechanische Grenze (siehe Fig. 4) der verdrängungsvermindernden Verstellung erreicht. Diese Parameter variieren von Motor zu Motor. Wie vorher erläutert wurde, wird der Radschlupfprozent satz verwendet, um zu bestimmen, wie stark ein verdrängungsverminderndes Verstellen des Motors zu fordern ist. Typischerweise ist die Beziehung zwischen der Motorverdrängung und dem Steuerstrom nicht linear. Deshalb benötigt die Steuerung 24 eine nicht-lineare Kurve, um eine zufriedenstellende Steuerung des Traktionausgangs durch den Motor zu gewährleisten. Um den Grenzstrom, den maximalen Strom und die Kurve zwischen dem EDC-Strom und der Motor verdrängung zu bestimmen, wird die Steuerung 24 geeicht. Um die Steuerung 24 zu eichen, muß bei dem Motor, der gerade geeicht wird, das entsprechende Antriebsrad frei vom Grund sein, und müssen die anderen Räder blockiert sein, um jede Bewegung zu verhindern. Die Pumpe 20 wird leicht verstellt, so daß sich der Motor bei ungefähr 900 bis 1000 U/min dreht. Indem man die Pumpsteuerung alleine läßt, wird der Vorgang zur Eichung der Steuerung gestartet, und der Motorstrom EDC wird langsam mit 1 mA/s von 0 auf 120 mA erhöht und dann auf 0 mit der gleichen Rate gesenkt. Die Steuerung 24 nimmt den Zuwachs und die Abnahme der Drehzahl auf, wenn die Stromstärke erhöht und vermindert wird. Die Drehzahländerung ist direkt umgekehrt proportional zu der Änderung der Verdrängung. Beim internen Aufnehmen der Kurven kann der Grenzwert, der Maximalstrom und die Kurvengestalt in die Steuerung 24 programmiert werden. Die Kurvengestalt ist im großen und ganzen die gleiche für Motoren der gleichen Art, während sich der Grenzstrom und der Maximalstrom von Motor zu Motor ändert.Two more pieces of information are required for the controller 24 to properly control the adjustable motors. These are the limit current at which the motor control begins to adjust the motor to reduce displacement and the maximum current to the electronic displacement control (EDC) at which the adjustable motor reaches the mechanical limit (see FIG. 4) of the displacement reduction. These parameters vary from engine to engine. As previously discussed, the wheel slip percentage is used to determine how much anti-displacement adjustment of the engine is required. Typically, the relationship between the motor displacement and the control current is not linear. Therefore, the controller 24 needs a non-linear curve to ensure satisfactory control of the traction output by the engine. In order to determine the limit current, the maximum current and the curve between the EDC current and the motor displacement, the controller 24 is calibrated. In order to calibrate the controller 24 , the motor being calibrated must have the corresponding drive wheel clear of the ground and the other wheels locked to prevent any movement. The pump 20 is easily adjusted so that the motor rotates at approximately 900 to 1000 rpm. By leaving the pump controller alone, the process of calibrating the controller is started and the motor current EDC is slowly increased from 0 to 120 mA at 1 mA / s and then decreased to 0 at the same rate. The controller 24 picks up the increase and decrease in speed as the amperage increases and decreases. The change in speed is directly inversely proportional to the change in displacement. When recording the curves internally, the limit value, the maximum current and the curve shape can be programmed into the controller 24 . The curve shape is largely the same for motors of the same type, while the limit current and the maximum current change from motor to motor.
Für jeden Motor wurde die Beziehung zwischen dem Radschlupf prozentsatz und der Motorverdrängung durch den oben beschriebe nen Eichvorgang bestimmt. Ein Auslaufbereich im Radschlupf wird als der Bereich eines kleinen Radschlupfprozentsatzes bestimmt, bei dem die Motorverdrängung auf dem Maximum gelassen wird (Fig. 3 und 4). Die Verstärkung ist definiert als der Betrag des Rad schlupfprozentsatzes, über den der Motor von maximaler zu minimaler Verdrängung verstellt wird (Fig. 3 und 4). Ein Auslaufbereich von 5% reicht aus, um unnötiges verdrängungsverminderndes Verstellen von Motoren infolge von Bodenbedingungen und leichten Schwankungen der Messungen der Motordrehzahl auf flachem ebenen harten Grund zu begrenzen, wo Schlupf typischerweise nicht auftritt. Eine Verstärkung von 50% schafft die beste Traktions steuerung. Der beste Verstärkungswert wird durch die Tatsache bestimmt, daß kleinere Verstärkungen bewirken, daß das Fahrzeug beschleunigt, weil mehr Strömung als erforderlich zu dem nicht schlupfenden Motor kommt, weil der schlupfende Motor zu sehr verdrängungsvermindernd verstellt wird. Ebenso ist die Einstellungsfähigkeit der Maschine niedriger infolge des höheren Drucks, der sich in dem Hydraulikkreis aus kleineren als die notwendigen Verdrängungen ergibt. Größere Verstärkungswerte sind weniger stabil, was zu einer Stop-and-Go-Aktion des Rades führt. Schnellere Rad schlupfgeschwindigkeiten vermindern ebenfalls die Einstell barkeit der Maschine. Fig. 4 zeigt graphisch die Beziehung von Auslaufbereich, Verstärkung, Grenzstrom und Maximalstrom über dem Schlupfprozentsatz.For each engine, the relationship between the wheel slip percentage and the engine displacement was determined by the calibration process described above. A run-out area in the wheel slip is determined as the area of a small wheel slip percentage at which the engine displacement is left at the maximum ( FIGS. 3 and 4). The gain is defined as the amount of wheel slip percentage over which the motor is adjusted from maximum to minimum displacement ( FIGS. 3 and 4). A run-out range of 5% is sufficient to limit unnecessary displacement-reducing displacement of motors due to ground conditions and slight fluctuations in the measurement of the motor speed on a flat, flat, hard ground where slip typically does not occur. A gain of 50% creates the best traction control. The best gain value is determined by the fact that smaller gains cause the vehicle to accelerate because more flow than necessary comes to the non-slipping engine because the slipping engine is adjusted too much to reduce displacement. Likewise, the machine's adjustability is lower due to the higher pressure in the hydraulic circuit resulting from displacements smaller than necessary. Larger gain values are less stable, which leads to a stop-and-go action of the wheel. Faster wheel slip speeds also reduce the machine's adjustability. Fig. 4 graphically shows the relationship of run-out area, gain, limit current and maximum current over the slip percentage.
Zusammenfassend wird ein Traktionssteuersystem 10 verwendet, um ein hydrostatisch angetriebenes Fahrzeug mit einer vorderen und hinteren Antriebseinheit zu steuern. Es weist einen Hydraulikmotor 16, 18 mit veränderlicher Verdrängung auf, der an jede Antriebseinheit angeschlossen ist. Die Hydraulikmotoren 16, 18 sind parallel an eine Pumpe 20 ange schlossen. Pulsabnehmer 26, 28 nehmen die Drehzahl und die Drehrichtung jedes Motors 16, 18, und ein Gefällesensor 30 nimmt die Neigung der Bodenfläche wahr. Eine Steuerung 24 verwendet diese Daten, um den vorderen und hinteren Hydraulikmotor 16, 18 zu steuern. Wenn die Steuerung 24 bestimmt, daß eine der Antriebs achsen Schlupf hat, wird er den Motor 16, 18 dieser Achse verdrängungsvermindernd verstellen. Wenn jedoch das Fahrzeug abwärts fährt, wird die talseitige Antriebseinheit nicht verdrängungsvermindernd verstellt.In summary, a traction control system 10 is used to control a hydrostatically powered vehicle with front and rear drive units. It has a variable displacement hydraulic motor 16 , 18 which is connected to each drive unit. The hydraulic motors 16 , 18 are connected in parallel to a pump 20 . Pulse pickup 26, 28, the rotational speed and direction of rotation take each motor 16, 18, and a slope sensor 30 decreases the inclination of the bottom surface true. A controller 24 uses this data to control the front and rear hydraulic motors 16 , 18 . If the controller 24 determines that one of the drive axles has slip, it will adjust the motor 16 , 18 of this axis to reduce displacement. However, when the vehicle is traveling downhill, the valley-side drive unit is not adjusted to reduce displacement.
Claims (5)
- 1. an jede Antriebseinheit von vorderer und hinterer Antriebseinheit angeschlossen jeweils einen Hydraulik motor (16, 18) mit veränderbarer Drehzahl,
- 2. mit jeder Antriebseinheit betriebsmäßig gekoppelt jeweils einen Pulsabnehmer (26, 28) zum Erfassen der Drehzahl und Drehrichtung jeder Antriebseinheit,
- 3. eine Steuerung (24), welche an jeden der Hydraulikmo toren (16, 18) über ein jeweiliges elektrohydrauli sches Verdrängungssteuerventil (36, 38) sowie an jeden Pulsabnehmer angeschlossen ist, wobei die Steuerung (24) die Verdrängung der Hydraulikmotoren (16, 18) beruhend auf den erfaßten Drehzahlen und den erfaßten Drehrichtungen steuert,
- 1. a hydraulic motor ( 16 , 18 ) with variable speed is connected to each drive unit of the front and rear drive units,
- 2. operationally coupled to each drive unit in each case one pulse pickup ( 26 , 28 ) for detecting the speed and direction of rotation of each drive unit,
- 3. a controller ( 24 ), which is connected to each of the hydraulic motors ( 16 , 18 ) via a respective electrohydraulic displacement control valve ( 36 , 38 ) and to each pulse pickup, the controller ( 24 ) displacing the hydraulic motors ( 16 , 18 ) controls based on the detected speeds and the detected directions of rotation,
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